Wie funktioniert die nachhaltige Produktion von morgen? Dass technische Innovation und Umweltschutz harmonieren können, zeigt das Produkt von CUNA - ein Startup aus Mettmann. Die CUNA Products GmbH stellt Mehrwegbecher aus CO2-neutralem, pflanzlichen Material her. CUNA, 2018 gegründet, charakterisiert sich durch ein nachhaltiges Konzept mit einer zukunftsfähigen Produktidee: Die Becher werden aus einem biobasierten Kunststoff, der auf Öl verzichtet, hergestellt und sind wiederverwend- sowie recycelbar. Das Besondere: Nicht nur das für die Produktion verwendete Material aus nachwachsenden Rohstoffen ist nachhaltig, sondern auch der eigens von CUNA organisierte Recyclingkreislauf. Hierzu entsteht über den Rückfluss von genutzten Bechern des Poolsystems ein Materialkreislauf, denn die ökologischen Mehrwegbecher mit dem markanten CUNA Blumensymbol kommen vor allem als Pfandsystem in der Gastronomie oder auf Festivals zum Einsatz.

Dieses Produkt hat auch das Fraunhofer IOSB-INA überzeugt, welches im Rahmen des seit Anfang 2020 vom BMWi geförderten Projekts „KI Reallabor“ die industrielle Datenwirtschaft erforscht und umsetzt. In diesem Kontext suchte das Forschungsinstitut aus Lemgo Produktionspartner für den Aufbau einer Realproduktion in der SmartFactoryOWL, einer gemeinsamen Initiative des Fraunhofer IOSB-INA und der TH OWL. Grund der Suche nach einer realen Produktion war einerseits, datengetriebene Anwendungsfälle gemeinsam mit der Plattform Industrie 4.0 umzusetzen, andererseits, KI Lösungsanbietern reale Industriedaten offen für die Forschung und Entwicklung industrieller, datenbasierter Lösungen zugänglich zu machen. Schon seit 2016 bringt die SmartFactoryOWL Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammen, um Lösungen für die Fabrik der Zukunft in der Interaktion zwischen Mensch, Maschine und Produkt zu entwickeln, zu erproben und in die praktische Anwendung zu überführen. Die Realproduktion wird auch für Besucher der SmartFactoryOWL zugänglich sein.

Jetzt stellen CUNA und das Fraunhofer IOSB-INA in einer Kooperative aus zehn Partnern eine datengetriebene Fertigung auf die Beine. Hierbei werden sie durch folgende Unternehmenspartner unterstützt: Der mittelständische Kunststoffverarbeiter Hadi-Plast GmbH & Co. KG wird die Produktionsleitung und den Betrieb der Fertigung in der SmartFactoryOWL übernehmen und bringt hierbei Expertise aus jahrelanger Spritzgussfertigung ein. Die Gesamtkonzeption und Integration der Anlagentechnik übernimmt federführend der namhafte deutsche Maschinenhersteller ARBURG aus Loßburg, der flankiert wird von weiteren Industriepartnern, wie dem weltweit agierenden Robotik-Hersteller KUKA sowie den Automatisierungsspezialisten fpt Robotik und der Barth Mechanik GmbH. Für die individualisierte Beschriftung der CUNA Becher wird ein Lasersystem der REA Elektronik GmbH zum Einsatz kommen. Die Materialversorgung wird von dem Herforder Mittelständler digicolor GmbH organisiert, der unter anderem Granulattrockner und Farbsysteme herstellt.

Mit dieser vollständig abgebildeten Wertschöpfungskette von Komponentenhersteller über den Betreiber der Produktion bis zum Kunden wird mit einer nach Industrie 4.0 Gesichtspunkten ausgerichteten Produktion die Herstellung der nachhaltigen Becher in der SmartFactoryOWL in Lemgo, inmitten der Technologieregion OWL, verortet und zu einem Experimentierfeld für Technologien der Industrie 4.0 und Künstlichen Intelligenz. Schneller und agiler Technologietransfer und -integration von gemeinsam entwickelten Lösungen bilden die Grundlage der Zusammenarbeit dieser zukunftsweisenden Produktion in der SmartFactoryOWL. 

CUNAs Gründer und Geschäftsführer Rafael Dyll ist stolz: „Wir produzieren in Deutschland und aus nachwachsenden Rohstoffen, reduzieren den CO2 Ausstoß und recyclen selbst. Das sind alles schon jetzt wegweisende Features. Wir wollen nun den nächsten Schritt gehen und freuen uns ungemein auf die Kooperation mit einer weltweit führenden Forschungsorrganisation. Beim Fraunhofer-Institut in Lemgo zeigen wir außerdem, dass Deutschland Nachhaltigkeit und Digitalisierung kann. Und zwar im Einklang. Außerdem stehen uns mit ARBURG und weiteren Partnern führende Maschinenbauer für die Kunststoffproduktion zur Seite. Diese Konstellation der Zusammenarbeit ist einzigartig für die Erforschung der zukünftigen Biokunststoffproduktion, da bin ich mir sicher." 

Kunden können künftig online ihre Bestellung von CUNA Bechern aufgeben, ihre Produkte individualisieren und live in der SmartFactoryOWL die Produktion ihrer Becher verfolgen. Die vollumfänglich digitalisierte und transparente Produktion liefert kontinuierlich Daten für das KI Reallabor. Diese Daten werden Anwendern und Entwicklern von Technologien und Verfahren der künstlichen Intelligenz - beispielsweise dem ebenfalls an der Kooperative beteiligten Simulationsunternehmen IANUS Simulation - zur Verfügung gestellt und zur dauerhaften Optimierung der Produktionsprozesse genutzt. 

Mit dieser Infrastruktur wird die Zukunft der industriellen Datenwirtschaft, die die Plattform Industrie 4.0 gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA im Rahmen des KI Reallabors durch Erforschung von Technologien – mit offenen Daten, Simulationen und Algorithmen - stärken möchte, kollaborativ vorangetrieben. 

Nissrin Perez aus der Geschäftsstelle der SmartFactoryOWL betreut die Realproduktion vom Fraunhofer IOSB-INA: „Die über die CUNA Produktion in der SmartFactoryOWL außergewöhnlich repräsentative und offene Datenbasis wird für die deutsche Produktion, insbesondere für die Kunststoffindustrie, große Fortschritte bedeuten. Ab Juli startet die Produktion mit dem Aufbau in der SmartFactoryOWL.“

Prof. Dr. Jürgen Jasperneite, Direktor des Fraunhofer IOSB-INA blickt dem Start verheißungsvoll entgegen: „Wir freuen uns sehr, dass wir mit den industriellen Partnern nun eine Realproduktion in unserer Forschungs- und Demonstrationsfabrik realisieren können. Ein derartiges „Operieren am offenen Herzen“ ist unseres Wissens deutschlandweit einmalig. Sie stellt die höchsten Anforderungen an die Gestaltung des Technologietransfers bei laufendem Betrieb. Gleichzeitig bietet dieser Ansatz aber den schnellsten Reifeprozess. “

Ernst Stöckl-Pukall, Leiter des Referats IV A 3 – Digitalisierung und Industrie 4.0 im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fügt hinzu: „Bei Industrie 4.0 setzen wir mit der Plattform Industrie 4.0 und deren Netzwerk globale Maßstäbe, u. a. mit dem Konzept für den digitalen Zwilling. Der nächste Schritt ist, die datengetriebene Vernetzung und neue Geschäftsmodelle in die Tat umzusetzen. Dafür braucht es auch vor allem eine unternehmensübergreifende Kooperationsbereitschaft. Das KI-Reallabor zeigt erfolgreich auf, dass davon alle Beteiligten profitieren können.“